无人机控制方法、装置和无人机与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机控制方法、装置和无人机。

背景技术：

近年来，无人机技术得到了快速的发展，无人机以其轻巧灵活、机动性能好、无人员伤亡率等特点越来越多的被应用军事、民用和商用等各个领域，如战场侦查和监视、地图测绘、灾害监测、航拍等。

随着无人机应用范围的扩大，无人机的安全控制问题也逐渐成为人们关注的热点之一。现有技术中，通常通过在无人机中集成软件安全算法控制无人机能够在电池低压的时候自动返航或者在无人机与遥控器通信中断时自动降落，从而提高无人机的安全控制指数。但是，现有的安全算法往往通过软件实现，当软件控制出现故障时，则可能出现无人机坠毁或是损坏的情况，无法真正确保无人机的安全。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种无人机控制方法、装置和无人机，以解决现有技术中无人机使用时安全系数较低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种无人机控制方法，包括：

获取无人机的飞行状态信息；

如果所述飞行状态信息满足所述无人机的安全气囊充气条件，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

第二方面，本发明实施例提供了一种无人机控制装置，包括：

飞行状态信息获取模块，用于获取无人机的飞行状态信息；

气体产生装置控制模块，用于如果所述飞行状态信息满足所述无人机的安全气囊充气条件，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

第三方面，本发明实施例还提供了一种无人机，包括本发明任意实施例所述的无人机控制装置，还包括气体产生装置和安全气囊。

本发明实施例提供的无人机控制的技术方案，获取无人机的飞行状态信息，判断该飞行状态信息是否满足无人机的安全气囊充气条件，若是，则打开无人机的气体产生装置，通过气体产生装置为无人机的安全气囊充气。本发明实施例通过采用上述技术方案，在无人机中设置安全气囊，当无人机处于危险状态时，打开气体产生装置为安全气囊充气，通过安全气囊保护无人机的安全，可以减小无人机与障碍物相撞时受到损坏的概率和受损程度，提升无人机的安全系数，降低用户的财产损失。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例一提供的一种无人机控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种无人机控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种优选的无人机控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例四提供的一种无人机控制装置的结构框图；

图5为本发明实施例五提供的一种无人机的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

在无人机应用时，用户可以通过与无人机相对应的遥控器实现对无人机的控制。相应的，会在无人机中设置微控制单元，用于接收遥控器发送的第一控制指令，并基于该第一控制指令对无人机进行相应的控制。在执行第一控制指令的过程中，当检测到无人机处于电量较低，所剩余电量只能够完成返回起飞地点，或者遥控器发送的第一控制指令突然中断时，微控制单元往往会自动生成第二控制指令，并基于第二控制指令控制无人机执行返航或原地降落的操作。但是，如果无人机中未进行低电量或第一控制指令中断时自动返航或降落的设置，或者，微控制单元的电量检测模块或第二控制指令生成模块出现故障，则会导致微控制单元无法生成第二控制指令或第二控制指令无法对无人机产生控制作用，使得无人机出现坠机的情况；此外，如果第一控制指令为错误指令，也可能会使得无人机与其它物体相撞，导致无人机出现损坏，给用户造成财产方面的损失，由此可以采用本发明实施例提供的无人机控制方法，以基于该方法提高无人机的安全系数，降低用户的财产损失。

实施例一

本发明实施例一提供一种无人机控制方法。该方法可以由无人机控制装置执行，其中该装置可以由硬件和/或软件实现，一般可集成在无人机中。图1是本发明实施例一的无人机控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S110、获取无人机的飞行状态信息。

本实施例中，无人机的飞行状态信息可用于判断无人机是否处于危险状态，即，无人机是否处于与障碍物相撞几率较高的状态。相应的，无人机的飞行状态信息可以是任意能够判断无人机是否处于危险状态的一项或多项信息，如，无人机的飞行速度、障碍物的移动速度、无人机的加速度、障碍物的加速度和/或无人机与障碍物之间的距离等。示例性的，在获取无人机与障碍物之间的相对速度或相对加速度时，可以直接获取无人机与障碍物之间的相对速度或相对加速度，也可以首先分别获取无人机的速度或加速度以及障碍物的速度或加速度，然后根据无人机和障碍物的速度或加速度计算得到无人机与障碍物之间的相对速度或加速度。

考虑到各项信息所获取的难易程度以及根据各项信息获取无人机飞行状态时所需的计算量，优选的，所述飞行状态信息包括所述无人机与障碍物之间的距离以及所述无人机与障碍物之间的相对加速度。在此，障碍物可以是地面、建筑物或山峰等静止障碍物，也可以是移动的汽车或其它无人机等移动障碍物，此处不作限制。

相应的，所述获取无人机的飞行状态信息可以为：通过超声波传感器和/或通过安装于无人机上的双摄像头获取所述无人机与障碍物之间的距离和相对加速度。

示例性的，如果通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离和相对加速度，可以通过超声波传感器向无人机的设定方向发射超声波，然后通过超声波接收装置接收被障碍物返回的超声波信号，通过超声波发射时间与接收时间的时间差值计算无人机与障碍物之间的距离，并通过预设时间内无人机与障碍物之间的距离变化获取无人机与障碍物之间的相对速度，进而获取无人机与障碍物之间的相对加速度。在此，需要指出的是，超声波传感器发射超声波的设定方向可以只包括无人机的某一个或几个固定的方向，也可以包括无人机的所有方向。

如果通过双摄像头获取无人机与障碍物之间的距离和相对加速度，可以在无人机与安全气囊相对应的方向上安装双摄像头，通过双摄像头实时或间隔预设时间对其拍摄范围内的景物进行一次拍摄，通过拍摄得到的景深图计算无人机与摄像头拍摄范围内的各物之间体的距离，并通过预设时间内无人机与摄像头拍摄范围内各物体之间的距离的变化获取无人机与摄像头拍摄范围内各物体之间的相对速度，并进而获取无人机与各物体之间的相对加速度。在此，与安全气囊相对应的方向指的是无人机安装有安全气囊的方向，例如，若无人机的上方和/或下方安装有安全气囊，则可以将双摄像头按照在无人机的上方和/或下方。

S120、如果所述飞行状态信息满足所述无人机的安全气囊充气条件，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

本实施例中，气体产生装置可与安全气囊相连接，可用于生成气体以达到为安全气囊充气的目的。其中，气体产生装置可以通过物理反应或化学反应生成气体，其所生成的气体可以是单一气体，也可以是混合气体，此处不作限制。如果气体产生装置通过物理反应产生气体，可以首先将气体压缩为液体或固态，或者，选用易气化的液体或易升华的固体，并将其存储于气体产生装置中，如果无人机的飞行状态信息满足安全气囊充气条件，则控制气体产生装置关闭对其所存放液体或固体的压缩作用或者控制气体产生装置为其所存放的液体或固体加热，从而将其存放的液体或固体气化或升华为气体状态以实现为安全气囊充气的目的；如果气体产生装置通过化学反应产生气体，可以首先将产生化学反应的一种或多种化学试剂分别独立存储于气体产生装置中，如果无人机的飞行状态信息满足安全气囊充气条件，则将各化学试剂混合和/或调节气体产生装置内的条件达到化学试剂的反应条件，从而使该一种或多种化学试剂发生化学反应生成气体以实现为安全气囊充气的目的。在此，气体产生装置中的液体、固体或化学试剂优选为能够在短时间内产生大量气体的物品，从而保证气体产生装置能够在无人机与障碍物相撞之前完成安全气囊的充气过程。考虑到安全气囊以及气体产生装置使用时的安全性，气体产生装置所生成的气体优选为相互之间或与空气不会产生反应的气体，如氮气等。

本发明实施例一提供的无人机控制方法，在无人机上安装安全气囊和气体产生装置，无人机使用时，获取无人机的飞行状态信息，如果该飞行状态信息满足无人机的安全气囊充气条件，则控制该气体产生装置为无人机的安全气囊充气。本发明实施例通过采用上述技术方案，当无人机处于危险状态时，打开气体产生装置为安全气囊充气，通过安全气囊保护无人机的安全，可以减小无人机与障碍物相撞时受到损坏的概率和受损程度，提升无人机的安全系数，降低用户的财产损失，提高用户的使用体验。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种无人机控制方法的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，进一步地，如果障碍物为位于无人机下方的静止障碍物，所述获取无人机的飞行状态信息，包括：通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离；通过加速度传感器获取无人机的对地加速度作为无人机与障碍物之间的相对加速度。

进一步地，所述如果所述飞行状态信息满足所述无人机的安全气囊充气条件，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气具体为：如果所述无人机与障碍物之间的距离在预设距离范围之内，并且所述无人机与障碍物之间的相对加速度在预设加速度范围之内，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

相应的，如图2所示，本实施例的无人机控制方法包括：

S210、通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离。

示例性的，可以在无人机上与安全气囊相对应的位置设置超声波传感器，例如，若无人机的上方和/或下方设置有安全气囊，则可以在无人机的上方和/或下方安装超声波传感器。在通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离时，可以首先通过超声波传感器发射超声波，通过超声波接收装置接收被障碍物返回的超声波信息，并分别记录发射超声波的时间以及接收到被障碍物返回的超声波的时间，然后通过二者的时间差值、超声波在空气中的传播速度和/或无人机与障碍物的相对速度等参数计算无人机与障碍物之间的距离。

S220、通过加速度传感器获取无人机的对地加速度作为无人机与障碍物之间的相对加速度。

本实施例中，因为障碍物为位于无人机下方，且障碍物静止，其速度和加速度均为零，因此，可以将无人机的对地加速度作为无人机与障碍物之间的相对加速度。优选的，可以通过加速度传感器获取无人机的对地加速度，从而减少获取无人机与障碍物之间的相对加速度时所需的计算量，并提高计算得到的无人机与障碍物之间的相对加速度的精确度。

S230、如果所述无人机与障碍物之间的距离在预设距离范围之内，并且所述无人机与障碍物之间的相对加速度在预设加速度范围之内，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

示例性的，可以将预设距离范围设置为3m-5m，将预设加速度范围设置为9.78m/s²-9.83m/s²，此时，相应的，如果无人机与障碍区之间的距离在3m-5m之间，且无人机与障碍物之间的相对加速度在9.78m/s²-9.83m/s²之间，则判定无人机的飞行状态信息满足无人机的安全气囊充气条件，并控制无人机的气体产生装置产生气体为安全气囊充气。

在此，需要指出的是，如果无人机的多个方向上安装了安全气囊，则可以在为无人机的安全气囊充气之前，首先判断无人机的哪个侧面与障碍物相撞的几率较高，并为与该侧面相对应的安全气囊进行充气，以提高安全气囊的有效利用率；也可以直接打开无人机的所有安全气囊，以进一步降低无人机产生损坏的概率。

本发明实施例二提供的无人机控制方法，当障碍物为处于无人机下方的静止障碍物时，通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离，通过加速度传感器获取无人机的对地加速度作为无人机与障碍物之间的相对加速度，如果无人机与障碍物之间的距离在预设距离范围之内，且无人机与障碍物之间的相对加速度在预设加速度范围之内，则控制无人机的气体产生装置为无人机的安全气囊充气。本发明实施例通过采用上述技术方案，当无人机处于危险状态时，打开气体产生装置为安全气囊充气，通过安全气囊保护无人机的安全，可以减小无人机与障碍物相撞时受到损坏的概率和受损程度，提升无人机的安全系数，降低用户的财产损失。此外，通过超声波传感器和加速度传感器获取无人机的飞行状态信息，可以进一步减少获取无人机飞行状态信息时所需的计算量,提高所得到的无人机飞行状态信息的准确性，提高用户的使用体验。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种优选的无人机的控制方法的流程示意图。该方法可以由无人机的控制装置执行，该装置可集成在去人机中。如图3所示，该方法包括：

S310、获取无人机与障碍物之间的距离。

S320、判断所述无人机与障碍物之间的距离是否在设定距离范围之内，若是，则执行步骤S330；否则，返回步骤S310。

S330、获取无人机与障碍物之间的相对加速度。

S340、判断所述相对加速度是否在设定加速度范围之内，若是，则执行步骤S350；否则，返回步骤S310。

S350、获取无人机无障碍物之间的位置关系，并控制气体产生装置为无人机中与所述位置关系相对应的安全气囊充气。

本发明实施例三提供的无人机控制方法，当无人机与障碍物之间的距离在设定距离范围之内时再获取无人机与障碍物之间的相对加速度，可以减少获取无人机飞行状态信息时所需的计算量；控制充气装置为与障碍物位置相对应的安全气囊充气，可以在保证无人机安全性的前提下提高无人机安全气囊的有效利用率，减少每次更换多个安全气囊所耗费的时间和财产，提高用户的使用体验。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种无人机控制装置的结构框图。该装置可由软件和/或硬件实现，一般集成在无人机中，可通过执行无人机控制方法来实现对无人机的控制。如图4所示，该装置包括：

飞行状态信息获取模块410，用于获取无人机的飞行状态信息；

气体产生装置控制模块420，用于如果所述飞行状态信息满足所述无人机的安全气囊充气条件，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

进一步地，所述飞行状态信息包括所述无人机与障碍物之间的距离以及所述无人机与障碍物之间的相对加速度。

进一步地，所述飞行状态信息获取模块410具体用于：通过超声波传感器和/或通过安装于无人机上的双摄像头获取所述无人机与障碍物之间的距离和相对加速度。

进一步地，如果障碍物为位于无人机下方的静止障碍物，所述飞行状态信息获取模块410包括：距离获取单元，用于通过超声波传感器获取无人机与障碍物之间的距离；相对加速度获取单元，用于通过加速度传感器获取无人机的对地加速度作为无人机与障碍物之间的相对加速度。

进一步地，所述气体产生装置控制模块420具体用于：如果所述无人机与障碍物之间的距离在预设距离范围之内，并且所述无人机与障碍物之间的相对加速度在预设加速度范围之内，则控制所述无人机的气体产生装置为所述无人机的安全气囊充气。

本发明实施例提供的无人机控制装置，通过飞行状态信息获取模块获取无人机的飞行状态信息，通过气体产生装置控制模块判断该飞行状态信息是否满足无人机的安全气囊充气条件，若是，则打开无人机的气体产生装置，通过气体产生装置为无人机的安全气囊充气。本实施例通过采用上述技术方案，在无人机中设置安全气囊，当无人机处于危险状态时，打开气体产生装置为安全气囊充气，通过安全气囊保护无人机的安全，可以减小无人机与障碍物相撞时受到损坏的概率和受损程度，提升无人机的安全系数，降低用户的财产损失。

实施例五

图5所示为本发明实施例五提供的一种无人机的示意图，该无人机包括本发明任意实施例中所述的无人机控制装置(图中未给出)，还包括气体产生装置(图中未给出)和安全气囊，可通过执行本发明任意实施例中所述的无人机控制方法来实现对无人机的控制。

示例性的，无人机中可以设置一个或多个安全气囊，安全气囊可以安装于无人机的上方、下方或其他可保护无人机的安全的位置，此处不作限制。

优选的，所述无人机包括气体产生装置、安全气囊和支架，其中，所述气体产生装置与所述安全气囊相连，用于在所述无人机控制装置的控制下，为所述无人机的安全气囊充气；所述安全气囊为至少一个，安装在所述支架的下端。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的无人机控制方法，具备执行无人机控制方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的无人机控制方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。